Procédé de photographie stéréoscopique, installation pour la mise en aeuvre du procédé et film porteur d'images obtenu par ce procédé Les dispositifs classiques de photographie stéréos- copique présentent une série de conditions limitatives affectant sérieusement leur utilité.
Il y a parmi ces inconvénients celui appelé effet de fenêtre qui fait apparaître l'image comme si elle était vue à travers une fenêtre à distance sans relation spatiale particulière avec l'entourage sombre. Ainsi, il faut souvent exagérer l'effet :stéréoscopique pour donner l'illusion désirée de perception stéréoscopique.
Une autre condition limitative est l'angle étroit de visibilité qui doit être observé dans un système stéréoscopique classique à la différence de la portée normale de la vision humaine qui dépasse ordinairement 1800 dans le sens latéral et 900 dans le sens vertical ; cette res triction usuelle dans l'observation stéréoscopique d'une photographie donne un aspect irréel de l'en semble de la vue à l'observateur, ce qu'il faut essayer d'éviter.
En raison de la difficulté de fabriquer des ocu laires grand angulaire pour de courtes distances fo cales (cette difficulté est plus grande que celle que présente l'obtention d'objectifs de prise de vues grand angulaire), la grandeur apparente ou l'ouverture an gulaire de l'image entière, telle qu'elle est observée par l'oeil dans le stéréoscope, est toujours relative ment petite, même dans le cas où l'on utilise des objectifs à grand angle pour produire le stéréo- gramme. En conséquence, des vues stéréoscopiques sont toujours limitées par des bords constituant ce que l'on appelle la fenêtre .
Suivant la grandeur et la distance entre les deux stéréogrammes, par rap port à la caractéristique optique du dispositif, la fenêtre (formée par la fusion visuelle des bords des deux stéréogrammes) a une grandeur apparente variable (ou corde ou angle) et se présente à une dis- tance apparente qui est inversement proportionnelle à la grandeur apparente.
Lors de la prise de stéréogramme, le photo graphe doit, outre la plupart des précautions nor males à la photographie ordinaire ou plane, observer certaines règles limitatives ; par exemple, il faut qu'il considère l'objet à photographier en relation avec la fenêtre (variable ou non) produite par son appa reil, c'est-à-dire qu'il ne doit jamais inclure dans son image des objets se trouvant plus près de son appa reil que la fenêtre virtuelle, à moins que ces ob jets soient d'une grandeur et d'un emplacement tels qu'ils soient entièrement inclus dans les bords de cette fenêtre .
Une personne placée entre la fenêtre et l'appareil et pourtant coupée (à mi-corps par exemple) par le bord de cette fenêtre, apparaît, lors qu'elle est observée, comme transparente, entourée de spectres, non naturelle, et les yeux se trouvent soumis à une tension fatigante pour rejeter cette personne au-delà des bords qui la coupent.
Même avec des appareils photographiques et des appareils d'observation comportant des fenêtres réglables, des gros plans réels sont impossibles, en particulier s'il y a lieu d'inclure également dans la vue un .fond relativement distant.
L'angle normal dans un appareil d'observation est actuellement au voisinage de 30 à 450 et dans un appareil de prise de vues stéréoscopiques de 60o.
Il faut considérer qu'un objectif de prise de vues à grand angle serait ordinairement utilisé avec un appareil d'observation à angle plus faible et que le résultat ne serait pas orthostéréoscopique.
En d'autres termes, les images produites sur les rétines par le stéréogramme, puis la projection et la fusion dans l'espace qui en résultent ne seraient pas semblables quant aux dimensions à celles qui auraient été produites par l'objet si les yeux avaient pris la place de l'appareil de prise de vues.
Même dans le cas d'une parfaite adaptation entre l'appareil de prise de vues et l'appareil d'observation, en obtenant ensuite l'effet orthostéréoscopique, il reste un phénomène particulier. L'oeil ne perçoit pas les objets du champ limité dans les vraies dimensions et l'effet est généralement celui d'objets miniature. Cette sensation est naturellement due en partie au fait psychologique que l'observateur tient dans sa main un petit appareil et espère inconsciemment voir la vue dans l'intérieur de cet espace relativement petit.
Cependant, il n'a pas conscience de ce que la scène qu'il scrute à travers la fenêtre<B> ,</B> ainsi que la fenêtre même, sont au-delà des dimensions limitées de l'appareil d'observation qu'il tient, mais que les dimensions de ce dernier sont néanmoins toujours limitatives et restreignent, dans une certaine mesure, la grandeur apparente de l'objet virtuel et la distance à de plus petites dimensions, car l'observateur ne peut pas (comme dans la vie) se déplacer et, en con séquence, trouver des indications supplémentaires.
Un autre facteur de la réduction des vues ortho- stéréoscopiques veritables est probablement plus im portant encore: il s'agit de la simple existence de la fenêtre relativement petite. Dans la vie réelle, si dans le fond d'une pièce sombre un observateur reste complètement immobile et regarde le monde exté rieur à travers une petite fenêtre, il n'y a, en général, pas de lignes de perspectives reliant l'observateur au monde extérieur.
Si cet observateur et toute autre chose sont relativement dans une position fixe, il n'y a pas d'indications, quant à la grandeur et à la dis tance réelles d'objets dans le champ de vision de la fenêtre, autre que l'appréciation du degré de conver gence oculaire. Apparemment, ceci n'est pas suffi sant seul et l'observateur ne peut pas apprécier, seule ment avec cette indication, la grandeur et la dis tance, ou ne le peut que relativement.
Il a le senti ment de la profondeur ou du caractère tridimension nel de la scène ; il sait, dans une certaine mesure, quels sont les objets qui sont proches et quels sont ceux qui sont plus loin, mais il ne perçoit pas leur grandeur et leur distance réelles ni, pour être plus précis, leur grandeur et leur distance par rapport à lui (l'observateur) parce qu'il n'y a pas de liaison visible entre lui et ces objets.
Mais, si le mur ou les trois murs se trouvant de vant lui et sur ses côtés disparaissent et si le plafond disparaît, immédiatement, toujours sans se déplacer, par le seul mouvement de ses yeux s'élevant, s'abais sant et allant aussi loin qu'ils peuvent sur les côtés, l'observateur trouve des liens entre lui et les éléments environnants, en étant à même d'estimer instantané ment la grandeur et la distance des objets par rapport à lui avec une approximation raisonnable.
La présente invention comprend un nouveau pro cédé perfectionné de photographie stéréoscopique qui permet, lors de l'observation des stéréogrammes, de donner à l'observateur une impression de relief plus naturelle que ne le faisaient les dispositifs an térieurs. Elle comprend également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi que le film porteur d'images obtenu par le procédé.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on forme de la scène à photographier à l'aide de deux ensembles d'objectifs, deux groupes d'images que l'on enregistre respectivement sur deux films photosensibles auxquels on a préalablement donné la forme générale d'une calotte sphérique, ces films étant normalement plats mais étant agencés pour pouvoir prendre la forme générale d'une calotte sphé rique lors de la prise de vue, les images adjacentes de chaque groupe étant des images de zones adja centes de la scène et les champs balayés par lesdits ensembles d'objectifs ayant des directions divergentes tout en présentant une partie commune, de sorte que certaines de ces zones apparaissent dans les deux groupes d'images,
on traite ensuite les films pour ob tenir deux groupes stéréoscopiques d'images photo graphiques, dans le but de pouvoir observer ces images par paires en utilisant un oeil pour une image et l'autre oeil pour l'autre image d'une paire.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisée par deux ensembles d'objectifs, les objectifs de chaque ensemble étant disposés suivant une calotte sphérique, chaque ensemble comportant plusieurs objectifs adjacents, des organes pour main tenir deux surfaces de forme générale sphérique de film sensible, les objectifs étant mis au point sur leurs surfaces de film respectives, lesdites surfaces de film sensible et leurs ensembles d'objectifs respec tifs étant sensiblement concentriques les uns aux autres et disposés de façon que les objectifs forment des zones d'images sensiblement contiguës sur lesdites surfaces de film, et par un dispositif d'observation comportant des organes pour supporter lesdites sur faces de film sensible exposé,
de façon qu'elles pré sentent la forme générale d'une calotte sphérique, chacune de ces surfaces étant prévue pour un #i1 d'un observateur.
Le film porteur d'images obtenu par le procédé de l'invention est caractérisé par le fait qu'il est agencé pour pouvoir être mis sous la forme générale d'une calotte sphérique et qu'il comporte une série d'images qui sont contiguës et disposées régulièrement lorsqu'il est mis sous cette forme, des fentes s'étendant dans les deux sens de part et d'autre d'une partie du film et séparant, lorsqu'il est aplati, certaines des images qui sont contiguës les unes aux autres lorsqu'il est en forme de calotte sphérique.
Une mise en oeuvre particulière du procédé re vendiqué sera exposée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin annexé qui repré sente une forme d'exécution particulière de l'instal lation pour cette mise en oeuvre.
Ladite forme d'exécution comprend un appareil de prise de vues représenté aux fig. 1 à 8 et un dis positif d'observation représenté aux fig. 9 à 11 ; cer tains des éléments du dispositif d'observation peuvent, si on le désire, être les mêmes que ceux du dispositif de l'appareil de prise de vues. Les fig. 12 à 14 sont des vues schématiques à l'aide desquelles on dé crit des principes optiques sur lequels on s'est basé.
La fig. 1 est une coupe schématique horizontale de l'appareil de prise de vues.
La fig. 2 est une coupe verticale de l'appareil de la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation montrant l'un des éléments d'adossement faisant partie de la réalisa tion des fig. 1 et 2.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue montrant un morceau de film sensibilisé propre à être utilisé dans la présente réalisation et à être supporté dans l'appareil de prise de vues au moyen de l'élément d'adossement des fig. 3 et 4.
La fig. 6 est une vue de l'élément d'adossement de la fig. 3 dans lequel est supporté un morceau de film sensibilisé, cet élément étant prêt à .être placé dans l'appareil de prise de vues pour être exposé.
La fig. 7 est une élévation de la face concave d'un objectif pouvant être utilisé dans l'appareil de prise de vues des fig. 1 et 2.
La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La fig. 9 est une élévation postérieure d'une réa lisation préférée d'un appareil de vision pour observer les photographies produites dans l'appareil de prise de vues des fig. 1 et 2, cette figure étant une vue en regardant depuis la position des yeux.
La fig. 10 est une coupe horizontale suivant la ligne 10-l0 de la fig. 9.
La fig. 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.
La fig. 12 est un schéma illustrant la manière dont une des images de l'appareil de prise de vues est formée et plus tard observée.
La fig. 13 est un schéma montrant la position d'un des yeux de l'observateur par rapport à l'objec tif de vision et à l'image du film à observer par cet aeil.
La fig. 14 est une élévation, en partie schéma tique, d'un film destiné à être observé, avec l'objec tif pour l'un des yeux de l'observateur placé schéma tiquement jur cet objectif et avec un des champs normaux de visibilité représenté schématiquement.
Dans le dispositif d'appareil de prise de vues suivant le mode de réalisation représenté, il y a une boîte 20 étanche à la lumière et comportant une paroi arrière articulée 22 couvrant une ouverture par laquelle on peut avoir accès à l'intérieur de l'ap pareil pour changer le film. La paroi avant de l'appa reil comporte deux parties divergentes 24 et 26, convenablement espacées de la paroi arrière et ser vant à supporter les éléments de droite et de gauche 28 et 30 de l'appareil de prise de vues et leurs mé canismes obturateurs respectifs 32, 34, les éléments de l'appareil de prise de vues étant montés dans la boîte 20 au moyen des consoles 36 qui peuvent être fixées aux parois supérieure et inférieure 38 de la boîte.
Chacun des éléments de l'appareil de prise de vues est constitué par un support tronconique 40 limité par deux surfaces sphériques concentriques dont la plus petite est dirigée en avant et sert à sup porter l'ensemble d'objectifs 42, tandis que la plus grande est destinée à venir en prise avec le support de film 44 et 45, et à le porter.
Le support de film est constitué par une pièce sphérique dont la péri phérie est conformée de façon à emboîter le bord arrière de la pièce conique 40 de manière à retenir une partie de forme générale sphérique du film sen sible 46 quand le support de film est maintenu contre la pièce conique au moyen des pinces de fixation 48 venant en prise avec les bords de cette pièce conique.
Un ensemble d'objectifs de forme générale sphé rique 42 est disposé entre le support de filin 44 et l'extrémité avant de la pièce conique 40. Cet en semble d'objectifs est représenté plus en détail aux fig. 7 et 8 ; il est sensiblement concentrique au sup port de film 44 et est placé de façon que le filin 46 soit correctement mis au point par rapport aux divers objectifs de l'ensemble 42.
Un masque 50 est disposé immédiatement en avant de l'ensemble d'objectifs 42 ; ce masque com porte des perforations convenablement réparties pour contrôler l'ouverture des différents objectifs de l'en semble et aussi pour régler l'étendue et l'étalement des images formées par les divers objectifs. Le masque 50, de même que l'ensemble d'objectifs, sont maintenus dans la position d'assemblage convenable au moyen d'une légère arête 52 formée dans la pièce conique 40.
Le masque 50 comporte des perfora tions ou ouvertures 54 dont le nombre est égal à celui des objectifs élémentaires de l'ensemble 42, chacune des ouvertures étant de préférence placée sur l'axe optique de l'élément d'objectif ; toutes les ouvertures sont sensiblement de la même grandeur de manière à égaliser l'exposition du filin à travers les divers objectifs élémentaires. Le masque 50 com porte aussi une série d'ouvertures<B>5,6</B> de forme pyra midale dont chacune a la même forme générale que la zone du film 46 devant être exposée par l'objectif particulier, de sorte que les images formées par les divers objectifs ne se recouvrent sensiblement pas, mais se mélangent plutôt les unes dans les autres.
La partie élargie des ouvertures 56 correspond en général à la forme de leurs objectifs élémentaires respectifs, mais la grandeur de ces ouvertures est réduite proportionnellement aux ouvertures 54 afin de ménager des lisières de mélange des zones d'images formées par chaque objectif élémentaire. A la fig. 1, C désigne le champ stéréoscopique, a l'angle horizontal de visibilité de l'ensemble d'ob jectifs de gauche, (3 l'angle horizontal de visibilité de l'ensemble d'objectifs de droite et, à la fig. 2, â dé signe l'angle vertical de visibilité de chaque ensemble d'objectifs.
Le film ou autre pièce de matière sensible 46 est représenté aux fig. 5 et 6 de la façon dont le film est formé pour être observé par l'oeil droit et pour être photographié dans la position droite. A la fig. 5, le filin 46 est représenté divisé par des traits mixtes seulement à titre d'exemple et il est ainsi divisé en un nombre de zones correspondant au nombre d'ob jectifs élémentaires de l'ensemble 42. Ainsi, dans la réalisation représentée, on a prévu 32 de ces zones qui sont divisées et disposées conformément au nom bre et à la répartition des objectifs élémentaires dans l'ensemble 42.
La bande de zones de film 58 traver sant la partie horizontale du film 46 présente des zones de forme générale rectangulaire, tandis que les zones placées au-dessus et au-dessous de cette bande horizontale diminuent de largeur et que les groupes verticaux de ces zones sont séparés les uns des autres par des fentes 60 de largeur croissante qui sont propor tionnées de façon que, lorsque la feuille fendue de film 46 est gauchie sous une forme générale sphé rique, les fentes 60 soient fermées et que toutes les zones du film soient amenées étroitement près les unes des autres, comme le montre la fig. 6,
le milieu de chacune des zones du film étant disposé à peu près radialement par rapport au centre de son objec tif élémentaire respectif. Les supports de film 44 et 45 sont formés avec un bord retourné 62 de maintien du film, de façon que celui-ci puisse être placé et maintenu dans son support seulement en le poussant fermement contre la surface de ce dernier et qu'il puisse en être retiré en l'infléchissant de manière à dégager un bord du film du bord 62 par lequel il est maintenu. Lorsqu'il est en position convenable dans le support, le film forme une surface continue sur le support et cette surface est sensiblement sphérique, bien que certains aplatissements insignifiants des zones soient observés dans chacune des zones d'images.
Le support de film 44 et le film correspondant 46 ont été décrits en dé tail en ce qui concerne la position de droite de l'appa reil de prise de vues et il est évident que le support de film 45 et le film correspondant pour ce support prévus pour la partie gauche, sont sensiblement des reproductions de ceux de la partie droite, sauf qu'ils sont des reproductions symétriques les unes des autres.
L'ensemble d'objectifs est représenté en détail aux fi-. 7 et 8 ; il est constitué par l'élément 42 par tiellement sphérique ; le système représenté est celui de la partie droite pendant la photographie. Les ob jectifs élémentaires sont de préférence disposés sui vant le dessin représenté et l'objectif opposé serait disposé dans une position symétrique par rapport à celles représentées.
Chacun des objectifs élémentaires est constitué par un ménisque positif et les divers objectifs élémentaires sont de préférence formés comme partie d'un bloc formant l'ensemble qui est avantageusement moulé en une matière plastique, telle que le métacrylate de méthyl ou le polystrène. Dans l'appareil de reproduction, certains des ob jectifs élémentaires sont de préférence masqués, par exemple ceux servant à observer des zones adjacentes au nez de l'observateur, lorsqu'il regarde les scènes photographiées,
de façon à éviter l'effet perturba teur produit par l'observateur cherchant à former une image nette du bord intérieur du film et du sup port du film près de sa ligne de vision normalement obscurcie et rendue floue par son nez. Comme re présenté, ces éléments peuvent être opaques ou trans lucides, comme indiqué en 66 à la fig. 14.
Une photographie stéréoscopique et destinée à être observée par l'appareil d'observation décrit ci- après est effectuée en chargeant les supports de film 44 et 45 d'un film sensible et en plaçant les sup ports de film chargés dans les éléments respectifs de l'appareil de prise de vues, après quoi les films sont exposés simultanément à la scène désirée et avec le temps de pose correct, puis traités de la manière normale pour la sorte particulière de matière sen sible utilisée.
La fig. 12 est un diagramme optique montrant la relation de diverses images simultanées l'une par rapport à l'autre dans la position de l'appareil à la prise de vues, de même que dans la position d'ob servation, les longues lignes droites du diagramme n'étant utilisées que pour indiquer les trajets des rayons et des faisceaux plutôt qu'à d'autres fins.
La ligne A de la fig. 12 indique le faisceau lumi neux unique centré sur l'axe optique d'un des objec tifs élémentaires de l'ensemble 42 et passant par le centre X du système autour duquel l'ensemble d'ob jectifs 42 et le film 46 sont courbés sous une forme sphérique. Comme représenté sur ce diagramme, l'objet AO forme l'image photographique AP sur la surface 46 du film par le faisceau A qui passe par le centre X du système optique. L'objet AO peut être considéré comme étant à une distance quel conque de la surface du film et de l'objectif élémen taire.
Dans la partie circulaire supérieure du diagramme de la fig. 12, la surface de film 46 est représentée après qu'elle a été traitée pour former une image visible et, dans sa position d'observation, elle est désignée par 46V.
Dans la position d'observation, le film a été effectivement déplacé circonférentiellement de 1800 (1) à partir de sa position de prise, de vues par rapport à son centre de courbure (axe de rotation perpendiculaire au plan de la figure), puis retourné (2) (axe de rotation y, y' de façon que ce qui était tout d'abord son haut soit maintenant son bas, et enfin (3) gauchi en sens opposé de façon que sa face précédemment concave soit maintenant sa face con vexe. Ainsi, l'image photographiée de l'objectif AO est devenue l'image visible AV qui se trouve dans une position appropriée pour être observée par l'un des objectifs élémentaires d'observation de l'ensemble 42V.
L'objet BO, indiqué par les deux points, peut être considéré comme un objet unique à une distance infinie, à partir duquel un faisceau parallèle de rayons passe approximativement par le centre optique X, les rayons B traversant l'un des objectifs élémen taires, tandis que d'autres rayons adjacents B' tra versent un autre des objectifs élémentaires. Les rayons B forment l'image BP, tandis que les rayons B' forment l'image B'P sur la surface 46 du film, en donnant ainsi deux images du même objet car les deux images sont formées par deux objectifs élémentaires adjacents.
Bien que la fig. 12 soit repré sentée comme une coupe horizontale, plusieurs images supplémentaires peuvent être formées par les objectifs élémentaires verticalement adjacents et, dans certaines positions spéciales de l'objet par rap port aux objectifs élémentaires et avec certaines dis positions de ceux-ci, huit images complètes, ou même un nombre supérieur ou inférieur d'images d'un petit objet, peuvent être formées pour entourer une seule image principale centrale.
A la fig. 12, le diagramme est simplement expli catif en raison de sa faible grandeur et il ne vise pas à représenter la réfraction des rayons qui passent à travers les objectifs élémentaires de l'ensemble 42. Si elles étaient représentées avec une grande préci sion, certaines des images montrées à la fig. 12 seraient légèrement déplacées, mais non pas suffi samment pour établir une différence notable dans les effets décrits.
L'objet indiqué par le point CO est destiné à représenter un objet extrêmement près du centre de courbure X, par exemple à quelques centimètres de l'ensemble d'objectifs 42, lorsque ce dernier est uti lisé dans l'appareil de prise de vues. L'objet CO est représenté comme étant directement à l'alignement avec l'axe optique d'un des objectifs élémentaires de l'ensemble 42 et les rayons C' sont représentés comme passant directement par le centre ou par la partie axiale de l'objectif élémentaire pour former une image C'P sur la surface du film. L'étendue an gulaire de l'image totale formée par cette lentille est représentée par les lignes CA et CB qui sont reliées au centre X
et montrent de nouveau l'effet produit par l'objectif, sans que l'on ait cherché à montrer la réfraction de l'objectif quand il coude certains rayons particuliers. L'objet CO forme aussi d'autres images comme indiqué par les rayons CP et C"P près des limites latérales des images formées par les objectifs élémentaires qui transmettent ces rayons et qui sont placés près des points CA et CB ou pro duisent un léger mélange des images sur leurs bords adjacents.
Tous les autres objectifs élémentaires fonction nent de façon analogue et forment des images d'ob jets rentrant dans leur champ de visibilité, au moins une telle image et généralement plus d'une étant for mée, mais, comme on l'expliquera avec plus de dé tail, il est remarquable que seulement une image et ensuite une autre image soient incluses dans le champ principal de visibilité de l'observateur lorsque le film est convenablement observé.
La grandeur apparente latérale d'un objet tel que photographié et observé est illustrée au moyen des lignes droites D et D' qui montrent l'étendue angu laire de l'objet DO et son image photographiée DP, de même que l'image à observer DV (l'image re placée DP) lorsqu'elle est observée avec le même système optique que celui qui a été utilisé pour faire l'image DP et lorsque le point central de la pupille est sensiblement au centre X, comme décrit plus loin en détail.
Le système prévu pour l'oeil gauche est de préfé rence une reproduction symétrique du système repré senté à la fig. 12 et le champ stéréoscopique ou re couvrement latéral est habituellement de l'ordre de 90,1, ou d'au moins 600 à 100o au plus, pour former un angle d'observation latéral binoculaire complet d'environ 2700.
Les systèmes de prise de vues et d'observation sont usuellement réglés de façon à assurer un angle d'observation et de prise de vues latéral total de plus de 180o ou de même largeur que le champ humain normal qui est d'environ 270 et un angle vertical approprié qûi est de préférence disposé par rapport à l'horizontale de façon à doubler sen siblement l'angle de visibilité embrassé par l'oeil hu main normal.
Pour obtenir une vision orthostéréoscopique tout à fait précise, l'angle latéral peut être réduit jusqu'à un angle de 1200 ou même moins. Cependant, la réalisation décrite ici constitue un système de prise de vues et d'observation dans lequel l'angle .solide inclus pourrait être 6, 8 ou d'un plus grand nombre de fois l'étendue de systèmes classiques.
Par exemple, le dispositif ordinaire pour la photographie et l'ob servation d'une scène peut comprendre un angle ho rizontal d'environ 30o et un angle vertical d'environ 22o. Tandis qu'ici, l'angle binoculaire latéral est d7en- viron 2700 et l'angle vertical peut être de 100,1 ou plus. Dans le dispositif classique, l'étendue est re présentée par 22 X 30 = 660, tandis, que dans la réalisation décrite, l'angle solide peut être représenté par 270 X 100 = 27000 ou plus de 40 fois l'étendue de l'angle solide conventionnel de la scène.
Les fig. 9 à 11 représentent une forme de réali sation particulière typique et préférée de l'appareil d'observation. Comme représenté, l'appareil d'obser vation est particulièrement conçu pour permettre l'observation d'images photographiées produites par l'appareil de prise de vues décrit ci-dessus. Suivant la réalisation préférée représentée, l'appareil d'obser vation peut comporter les mêmes éléments que ceux qui ont été utilisés pour l'appareil de prise de vues ou des reproductions de ces éléments.
Les fig. 9 et 10 représentent l'appareil d'obser vation en élévation postérieure et en coupe horizon tale, tandis que la fig. 11 montre l'appareil d'obser vation en coupe. verticale. Les deux éléments d'ob servation RLV et LRV peuvent être les mêmes et sont de préférence identiques au point de vue optique, mais avec de faibles différences constructives par rapport aux éléments LR et RL respectivement de l'appareil de prise de vues photographiques des fig. 1 et 2.
Considéré en se référant au diagramme de la fig. 10 l'élément d'observation LRV est l'objectif élé mentaire RL de la fig. 1, après que cet élément a été retourné, tandis que l'élément RLV est l'élément d'appareil LR après qu'il a été retourné. En d'autres termes, les éléments ont été redisposés de façon que les éléments de film de droite et de gauche, ainsi que les éléments optiques, soient inversés.
Pour l'utilisation dans l'appareil d'observation des fig. 9, 10 et 11, les éléments RLV et LRV sont munis de dispositifs par lesquels ils peuvent être pla cés avec précision les uns par rapport aux autres et par rapport aux yeux humains par lesquels ils doivent être observés.
L'élément LRV est fixé rigidement à la pièce horizontale 72 au moyen d'une console 70, tandis que l'élément RLV est monté pour prendre un mouvement horizontal sur la pièce 72 au moyen d'une console 74 et d'un coulisseau 76 ; une poignée 78 permet de tenir l'ensemble commodément pour l'observation. \ Ainsi, dans la position d'observation, chacun des éléments RLV et LRV a été retourné et ces éléments ont été déplacés circonférentiellement de façon que chacun d'eux soit à 1800 de la position dans laquelle l'élément ou son double fut utilisé pour photogra phier la scène originale.
Les éléments d'observation RLV et LRV ne com prennent pas de préférence le masque 50 des élé ments de l'appareil de prise de vues et les ensembles d'objectifs élémentaires d'observation 42V com portent des zones translucides brouillées 66 pour obscurcir la vision à l'alignement du nez de l'obser vateur, comme expliqué ci-dessus, mais ils peuvent par ailleurs être identiques aux éléments de l'appareil de prise de vues, sauf que les éléments 104 de sup port du film des organes de prise de vues sont faits en matière transmettant la lumière et de préférence la diffusant, telle qu'une matière plastique trans lucide,
tandis que dans les éléments de l'appareil de prise de vues les supports 40 et 45 de maintien du film sont habituellement faits en tôle noircie.
Le coulisseau 76 constitue, dans l'appareil d'ob servation, un moyen par lequel les éléments d'obser vation peuvent être réglés latéralement avec précision pour les adapter aux diverses distances interpupil- laires, qui sont rencontrées dans des paires d'yeux humains et, pour l'observation, les éléments RLV et LRV sont réglés de façon que leurs centres respec tifs soient, de préférence, centrés approximativement sur les points centraux des pupilles humaines par les quelles ils doivent être observés.
Il y a lieu de noter, en se reportant aux fig. 2 et 11, qu'en raison de l'inversion ou translation de 180,1 de chacun des éléments de l'appareil de prise de vues ou d'observation, dans la position de prise de vues (fig. 2), le filin 46 est sensiblement au-dessus du centre de l'ensemble d'objectifs 42, tandis que dans la fig. 11, montrant la position d'observation, le film 46V est sensiblement au-dessous du centre de l'en semble d'objectifs 42V.
La fig. 12 montre la position de l'image observée AV qui est l'image développée correspondant à l'image optique AP, mais dans la position d'obser vation, il en est de même des images visibles BV. L'image DV est représentée dans son étendue latérale et montre que l'angle sous lequel est vue l'image visible DV est le même que l'angle sous lequel est vu l'objet DO. Ainsi, tous les objets sont vus dans leur position correcte et dans leur grandeur appa rente correcte.
La fig. 13 est une coupe schématique montrant l'appareil d'observation pour un aeil par rapport à celui-ci. L'oeil droit humain 80 est représenté regar dant droit devant lui et l'appareil d'observation pour cet oeil est représenté suivant l'orientation angulaire correcte et correctement centré par rapport au sys tème optique de l'#il 80.
Le point nodal de l'#il est indiqué par le point N, tandis que le point PF in dique le pôle postérieur de l'#il et la fovea centralis est superposée pour plus de simplicité. Dans le dia gramme, on a représenté les effets de la réfraction la plus importante sans chercher à montrer la réfraction des rayons quand ils traversent les parties successives du système optique de l'aeil.
L'oeil 80 regarde en avant à travers l'un des objectifs élémentaires de l'ensemble 42V et légère ment en décalage par rapport à l'axe optique de l'objectif élémentaire, de sorte que l'image PV est vue par 1'#i1 à la fovea PF. Lorsque l'#il est immobile, par suite de sa vision périphérique, il peut aussi regarder à travers l'objectif élémentaire adjacent de l'ensemble 42V,
mais il ne peut pas voir l'image adjacente QV lorsque le rayon R et l'image RV indiquent la position angulaire extrême de gauche d'une image qui peut être vue par l'#il dans la position représentée quand il regarde à travers l'objectif élémentaire qui sert au passage du rayon R. Cependant, quand l'#il est tourné à droite, ces con ditions changent et 1'#i1 pourrait alors voir l'image QV, mais ne serait pas en mesure de voir l'image PV.
Lorsque l'#il regarde en avant depuis la position représentée à la fig. 13, il peut aussi voir des images périphériques et une image vue par vision périphé rique est représentée en SV en formant l'image visuelle SI sur la partie périphérique de la rétine de l'aeil.
Lorsque l'#il est tourné à droite ou à gauche à partir de la position représentée à la fig. 13, sa posi tion relative par rapport aux divers objectifs de l'ensemble 42V est changée de sorte que d'autres parties des images visuelles du filin 46V peuvent être vues et, avec un certain mouvement de l'oeil, un groupe différent de zones d'images du film 46V est vu à travers l'ensemble d'objectifs 42V.
La fig. 14 est un schéma vu sur la face arrière du film 46V et de son support translucide 104 dans la direction de la flèche de la fig. 13. Cette fig. 14 montre la position relative des 32 objectifs élémen- taires de l'ensemble 42V par rapport à la surface 46V du film et à ses zones individuelles d'images.
Comme représenté, les objectifs élémentaires K, L, M, N et O servent à observer leurs zones d'images respectives KV, LV, MV, NV et OV et il en est de même du reste des éléments d'objectif et des élé ments des zones d'images. Ainsi, un objectif élémen taire de prise de vues et d'observation individuel est prévu pour chacun des éléments d'images formées sur le film 46, les éléments d'images étant nettement définis ou ne mordant que légèrement l'un dans l'autre sur leurs bords. Bien que l'on ait représenté 32 éléments d'objectif et éléments de zones d'images, on peut utiliser tout nombre supérieur ou inférieur.
Lorsque les paires de films diapositifs 46V sont observées à travers leurs systèmes d'observation res pectifs, elles produisent une vue orthostéréoscopique à angle extrêmement large, sans produire l'effet de fenêtre ou sans avoir d'autres bords limitant la visi bilité et en montrant sensiblement toute la scène du champ de visibilité suivant la relation directionnelle et dimensionnelle véritable par rapport à l'observa teur.
Bien que l'exemple décrit et illustré démontre une réalisation préférée, dans laquelle des éléments séparés sont prévus pour la prise de vues et l'obser vation des images d'une scène, il est évident que le dispositif de prise de vues peut être utilisé pour ob server les images de la scène.
L'image photographiée et observée par chacun des yeux humains est composée de plusieurs paires d'images mises en corrélation qui peuvent être obser vées séparément par paires ou en groupes de paires par chaque oeil quand les globes oculaires se dé placent dans leur orbite, en permettant ainsi aux yeux de balayer le champ de visibilité et de passer d'une paire d'images à une autre sans que la transition soit sensible. Les paires d'images stéréoscopiques sont ainsi mieux à même de produire la réaction spatiale correcte lors de l'observation que cela était possible jusqu'à présent avec les appareils classiques de photographie ou d'observation stéréoscopique.
L'image stéréoscopique n'a plus besoin d'être en cadrée soigneusement pour éviter l'intersection d'ob jets proches et elle ne subit aucune condition restric tive du fait des problèmes de distance et de perspec tive.
Les paires d'images stéréoscopiques observées suivant le procédé décrit présentent un champ con sidérable de vision stéréoscopique, tandis que l'image observée par chaque oeil est entourée par une image non stéréoscopique qui peut être observée lorsque les yeux sont tournés et lorsque le champ d'obser vation d'un oeil est masqué, comme par le nez de l'observateur.
Ainsi, le champ de vision stéréosco- pique reproduit sensiblement le champ stéréoscopique normal de vision de la paire ordinaire d'yeux hu mains, auquel s'est ajoutée la vue non stéréoscopique de l'espace latéral environnant qui se trouve sur les côtés et au-dessous de la scène stéréoscopique et de l'observateur, de sorte que la transition de la vision stéréoscopique à la vision monoculaire passe sen siblement inaperçue, sauf pour des observateurs en traînés dont l'attention est dirigée sur elle, et pas davantage qu'en vision directe.
Il est habituellement préférable de prévoir des systèmes séparés de prise de vues et d'observation pour mieux ménager la place du nez de l'observateur et pour éviter la réflexion inverse des images qui se produit lorsque les filins sont observés à travers des éléments optiques redisposés, utilisés pour la prise de vues, au cas où les éléments optiques de droite et de gauche ne sont pas optiquement identiques.
On peut utiliser de nombreux ensembles différents d'objectifs à courte distance focale sensiblement uni forme dans le système optique de la paire d'éléments de l'appareil de prise de vues et de l'appareil d'obser vation, mais les objectifs élémentaires sont de préfé rence disposés sous forme de segments - polygonaux d'une surface sphérique, les divers objectifs élémen taires étant reliés sans séparation le long de lignes méridiennes et parallèles, la surface extérieure de chaque objectif élémentaire étant convexe et la sur face intérieure de chaque objectif élémentaire étant concave,
en formant ainsi l'objectif multiple générale ment sphérique se présentant comme une série de lentilles concaves-convexes ou ménisques positifs ad jacents de court foyer sensiblement uniforme, ayant en général une distance focale, par exemple de l'ordre de 25 mm. L'ensemble d'objectifs dans chacun des éléments d'appareil de prise de vues et d'appareil d'observation est de préférence approprié à couvrir un angle horizontal d'au moins 1200 à au plus 1800 et les deux objectifs couvrent un angle latéral total d'environ 2700, ainsi qu'un angle vertical d'au moins 600 à 1000, en doublant ainsi sensiblement l'angle normal de vision de chacun des yeux humains.
Dans l'appareil de prise de vues, on dispose des mécanismes obturateurs appropriés pour régler le temps de pose des paires de films et tous les objectifs élémentaires ont de préférence la même ouverture, de sorte qu'une ouverture donnée de l'obturateur pro duit une exposition uniforme de toutes les images formées par les divers objectifs des deux systèmes d'objectifs. Il n'est ordinairement pas nécessaire de pré voir de dispositif de mise au point en raison de la dis tance focale relativement courte des objectifs et les ob jets principaux de la plupart des scènes à photogra phier peuvent être considérés être à l'infini ou dans les limites d'une profondeur de foyer acceptable.
L'es pacement latéral des deux éléments de l'appareil de prise de vues est de préférence de même grandeur ou légèrement plus grand que la distance interoculaire normale des yeux humains, bien que, pour des con ditions particulières et lorsqu'on désire faire varier la perspective stéréoscopique, cette distance puisse être augmentée ou diminuée à volonté.
Lorsque les éléments de l'appareil de prise de vues sont utilisés comme éléments d'observation, ils sont de préférence montés de façon réglable, de manière qu'ils puissent être espacés avec précision conformément à la dis tance interoculaire de la personne particulière obser vant les images ; la monture est aussi prévue pour que les deux ensembles d'objectifs soient centrés par rap port aux deux yeux de l'observateur.
Stereoscopic photography process, installation for carrying out the process and image carrier film obtained by this process. Conventional stereoscopic photography devices have a series of limiting conditions seriously affecting their utility.
Among these drawbacks is the one called window effect which makes the image appear as if it were seen through a window from a distance with no particular spatial relation to the dark surroundings. Thus, it is often necessary to exaggerate the effect: stereoscopic to give the desired illusion of stereoscopic perception.
Another limiting condition is the narrow angle of visibility which must be observed in a conventional stereoscopic system unlike the normal range of human vision which usually exceeds 1800 in the lateral direction and 900 in the vertical direction; this usual restriction in the stereoscopic observation of a photograph gives an unreal aspect of the whole of the sight to the observer, which one must try to avoid.
Due to the difficulty of manufacturing wide-angle eyepieces for short focal distances (this difficulty is greater than that of obtaining wide-angle shooting lenses), the apparent size or the aperture an The size of the entire image, as viewed by the eye in the stereoscope, is always relatively small, even when wide-angle lenses are used to produce the stereogram. As a result, stereoscopic views are always limited by edges constituting what is called the window.
Depending on the size and the distance between the two stereograms, with respect to the optical characteristic of the device, the window (formed by the visual fusion of the edges of the two stereograms) has a variable apparent size (or chord or angle) and is presented at an apparent distance which is inversely proportional to the apparent magnitude.
When taking a stereogram, the photo graph must, in addition to most of the precautions normal for ordinary or plane photography, observe certain limiting rules; for example, he must consider the object to be photographed in relation to the window (variable or not) produced by his camera, that is to say that he must never include in his image objects that are closer to its device than the virtual window, unless these objects are of a size and location such that they are entirely included within the edges of that window.
A person placed between the window and the device and yet cut off (halfway up for example) by the edge of this window, appears, when observed, as transparent, surrounded by spectra, unnatural, and the eyes find themselves under a tiring tension to throw that person back beyond the edges that cut him.
Even with cameras and observers having adjustable windows, real close-ups are not possible, especially if there is a need to include a relatively distant background in the view as well.
The normal angle in an observation apparatus is currently in the vicinity of 30 to 450 and in a stereoscopic camera of 60o.
It should be considered that a wide angle camera lens would ordinarily be used with a lower angle viewing device and that the result would not be orthostereoscopic.
In other words, the images produced on the retinas by the stereogram, and then the resulting projection and spatial fusion would not be similar in dimensions to those which would have been produced by the object if the eyes had. took the place of the camera.
Even in the case of a perfect match between the camera and the observation apparatus, then obtaining the orthostereoscopic effect, a particular phenomenon remains. The eye does not perceive objects of the limited field in true dimensions and the effect is generally that of miniature objects. This sensation is naturally due in part to the psychological fact that the observer holds a small device in his hand and subconsciously expects to see the sight within this relatively small space.
However, he is unaware that the scene he is scanning through the window <B>, </B>, as well as the window itself, is beyond the limited dimensions of the observation apparatus which 'it holds, but that the dimensions of the latter are nevertheless always limiting and restrict, to a certain extent, the apparent size of the virtual object and the distance to smaller dimensions, because the observer cannot (as in life) to move and, in consequence, to find additional indications.
Another factor in the reduction of true ortho-stereoscopic views is probably even more important: the mere existence of the relatively small window. In real life, if in the back of a dark room an observer stands completely still and looks at the outside world through a small window, there are usually no lines of perspective connecting the observer to the outside world.
If this observer and everything else are relatively in a fixed position, there is no indication, as to the actual size and distance of objects in the field of view of the window, other than the appreciation of the degree of ocular convergence. Apparently, this alone is not sufficient and the observer cannot appreciate, only with this indication, the magnitude and the distance, or can only relatively.
He feels the depth or the three-dimensional character of the scene; he knows, to a certain extent, which objects are close and which are farther away, but he does not perceive their real size and distance, nor, to be more precise, their size and distance from him (the observer) because there is no visible connection between him and these objects.
But, if the wall or the three walls in front of it and on its sides disappear and if the ceiling disappears, immediately, still without moving, by the only movement of its eyes rising, lowering and going too as far as they can to the sides, the observer finds links between himself and the surrounding elements, being able to instantly estimate the size and distance of objects from him with a reasonable approximation.
The present invention comprises a new and improved stereoscopic photography process which makes it possible, when observing stereograms, to give the observer a more natural impression of relief than did previous devices. It also comprises an installation for implementing this method, as well as the image-bearing film obtained by the method.
The method according to the invention is characterized in that the scene to be photographed is formed using two sets of objectives, two groups of images which are recorded respectively on two photosensitive films to which one has previously given the general shape of a spherical cap, these films being normally flat but being arranged to be able to take the general shape of a spherical cap when shooting, the adjacent images of each group being images of adjacent areas of the scene and the fields scanned by said sets of lenses having divergent directions while having a common part, so that some of these areas appear in the two groups of images,
the films are then processed to obtain two stereoscopic groups of photo graphic images, with the aim of being able to observe these images in pairs using one eye for one image and the other eye for the other image of a pair.
The installation for the implementation of the method is characterized by two sets of objectives, the objectives of each set being arranged in a spherical cap, each assembly comprising several adjacent objectives, members for holding two surfaces of generally spherical shape of sensitive film, the lenses being in focus on their respective film surfaces, said sensitive film surfaces and their respective lens assemblies being substantially concentric with each other and arranged so that the lenses form substantially image areas contiguous on said film surfaces, and by an observation device comprising members for supporting said exposed sensitive film surfaces,
so that they present the general shape of a spherical cap, each of these surfaces being provided for a # i1 of an observer.
The image-bearing film obtained by the process of the invention is characterized in that it is designed to be able to be put in the general form of a spherical cap and that it comprises a series of images which are contiguous. and arranged regularly when it is put in this form, slits extending in both directions on either side of a part of the film and separating, when it is flattened, some of the images which are contiguous to each other to others when it is in the shape of a spherical cap.
A particular implementation of the claimed process will be explained below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing which represents a particular embodiment of the installation for this implementation.
Said embodiment comprises a camera shown in FIGS. 1 to 8 and a positive observation device shown in FIGS. 9 to 11; some of the elements of the observation device may, if desired, be the same as those of the device of the camera. Figs. 12 to 14 are schematic views with the aid of which one describes optical principles on which one has based.
Fig. 1 is a horizontal schematic section of the camera.
Fig. 2 is a vertical section through the apparatus of FIG. 1.
Fig. 3 is an elevation showing one of the backing elements forming part of the embodiment of FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 is a section taken along line 4-4 of FIG. 3.
Fig. 5 is a view showing a piece of sensitized film suitable for use in the present embodiment and for being supported in the camera by means of the backing member of FIGS. 3 and 4.
Fig. 6 is a view of the backing element of FIG. 3 in which is supported a piece of sensitized film, this element being ready to be placed in the camera for exposure.
Fig. 7 is an elevation of the concave face of a lens suitable for use in the camera of FIGS. 1 and 2.
Fig. 8 is a section taken along line 8-8 of FIG. 7.
Fig. 9 is a rear elevation of a preferred embodiment of a viewing apparatus for viewing the photographs produced in the viewing apparatus of FIGS. 1 and 2, this figure being a view looking from the position of the eyes.
Fig. 10 is a horizontal section taken along line 10-10 of FIG. 9.
Fig. 11 is a section taken along line 11-11 of FIG. 10.
Fig. 12 is a diagram illustrating how one of the images of the camera is formed and later viewed.
Fig. 13 is a diagram showing the position of one of the eyes of the observer with respect to the vision objective and to the image of the film to be observed by this aeil.
Fig. 14 is an elevation, in part tick diagram, of a film intended to be observed, with the objective for one of the eyes of the observer placed schematically legal this objective and with one of the normal fields of visibility represented diagrammatically .
In the camera device according to the illustrated embodiment, there is a light-tight box 20 having a hinged rear wall 22 covering an opening through which the interior of the camera can be accessed. device to change the movie. The front wall of the apparatus comprises two divergent parts 24 and 26, suitably spaced from the rear wall and serving to support the right and left elements 28 and 30 of the camera and their shutter mechanisms. respective 32, 34, the elements of the camera being mounted in the box 20 by means of the brackets 36 which can be fixed to the upper and lower walls 38 of the box.
Each of the elements of the camera is constituted by a frustoconical support 40 limited by two concentric spherical surfaces, the smallest of which is directed forward and serves to support the set of objectives 42, while the larger is intended to engage and carry the film holder 44 and 45.
The film support is constituted by a spherical part, the periphery of which is shaped so as to fit the rear edge of the conical part 40 so as to retain a generally spherical part of the sensitive film 46 when the film support is held. against the conical part by means of the fixing clamps 48 engaging the edges of this conical part.
A set of objectives of generally spherical shape 42 is arranged between the rope support 44 and the front end of the conical part 40. This set of objectives is shown in more detail in FIGS. 7 and 8; it is substantially concentric with the film support 44 and is positioned so that the wire 46 is properly focused with respect to the various objectives of the assembly 42.
A mask 50 is disposed immediately in front of the set of objectives 42; this mask has suitably distributed perforations to control the aperture of the various objectives of the assembly and also to adjust the extent and spread of the images formed by the various objectives. The mask 50, as well as the set of objectives, are held in the correct assembly position by means of a slight ridge 52 formed in the conical part 40.
The mask 50 has perforations or openings 54 the number of which is equal to that of the elementary objectives of the assembly 42, each of the openings preferably being placed on the optical axis of the objective element; all the openings are substantially of the same size so as to equalize the exposure of the rope through the various elementary objectives. The mask 50 com also carries a series of apertures <B> 5,6 </B> of pyra midal shape each of which has the same general shape as the area of the film 46 to be exposed by the particular lens, so that the images formed by the various lenses do not substantially overlap, but rather blend into each other.
The enlarged part of the openings 56 generally corresponds to the shape of their respective elementary objectives, but the size of these openings is reduced proportionally to the openings 54 in order to provide margins for mixing the image zones formed by each elementary objective. In fig. 1, C denotes the stereoscopic field, at the horizontal angle of visibility of the left set of lenses, (3 the horizontal angle of visibility of the right set of lenses and, in fig. 2 , â denotes the vertical angle of visibility of each set of objectives.
The film or other piece of sensitive material 46 is shown in FIGS. 5 and 6 of how the film is formed to be viewed by the right eye and to be photographed in the upright position. In fig. 5, the wire 46 is shown divided by phantom lines only by way of example and it is thus divided into a number of zones corresponding to the number of elementary objectives of the assembly 42. Thus, in the embodiment shown, it is possible to has planned 32 of these areas which are divided and arranged according to the number and distribution of the elementary objectives in the set 42.
The strip of zones of film 58 crossing the horizontal part of the film 46 has zones of generally rectangular shape, while the zones placed above and below this horizontal strip decrease in width and the vertical groups of these zones are separated from each other by slits 60 of increasing width which are proportioned so that when the slit sheet of film 46 is warped into a generally spherical shape, the slits 60 are closed and all areas of the film are brought closely together, as shown in fig. 6,
the middle of each of the zones of the film being disposed approximately radially with respect to the center of its respective elementary objective. The film holders 44 and 45 are formed with an upturned edge 62 for retaining the film, so that the latter can be placed and held in its holder only by pushing it firmly against the surface of the latter and that it can be removed. be removed by bending it so as to release one edge of the film from the edge 62 by which it is held. When properly positioned in the medium, the film forms a continuous surface on the medium and this surface is substantially spherical, although some insignificant flattening of the areas is observed in each of the image areas.
The film holder 44 and the corresponding film 46 have been described in detail with regard to the right position of the camera and it is obvious that the film holder 45 and the corresponding film for this holder provided for the left part, are substantially reproductions of those of the right part, except that they are symmetrical reproductions of each other.
The set of objectives is shown in detail in fi-. 7 and 8; it consists of the element 42 which is tiellement spherical; the system represented is that of the right part during the photography. The elementary objectives are preferably arranged according to the drawing shown and the opposite objective would be arranged in a position symmetrical with respect to those represented.
Each of the elementary objectives is constituted by a positive meniscus and the various elementary objectives are preferably formed as part of a block forming the assembly which is advantageously molded from a plastic material, such as methyl methacrylate or polystrene. In the reproduction apparatus, some of the elementary objectives are preferably masked, for example those used to observe areas adjacent to the nose of the observer, when looking at the scenes photographed,
so as to avoid the disruptive effect produced by the observer seeking to form a sharp image of the inner edge of the film and the film support near his line of sight normally obscured and blurred by his nose. As shown, these elements can be opaque or trans lucid, as indicated at 66 in fig. 14.
Stereoscopic photography and intended for observation by the observation apparatus described below is performed by loading the film holders 44 and 45 with sensitive film and placing the loaded film holders in the respective elements of the film. camera, after which the films are exposed simultaneously to the desired scene and with the correct exposure time, and then processed in the normal manner for the particular kind of sensitive material used.
Fig. 12 is an optical diagram showing the relationship of various simultaneous images to each other in the camera position when taking pictures, as well as in the viewing position, the long straight lines of the camera. diagrams are only used to indicate ray and beam paths rather than for other purposes.
Line A of fig. 12 indicates the single light beam centered on the optical axis of one of the elementary objectives of the assembly 42 and passing through the center X of the system around which the assembly of objectives 42 and the film 46 are curved under a spherical shape. As shown in this diagram, the object AO forms the photographic image AP on the surface 46 of the film by the beam A which passes through the center X of the optical system. The object AO can be considered to be any distance from the film surface and the elementary objective.
In the upper circular part of the diagram of fig. 12, the film surface 46 is shown after it has been processed to form a visible image, and in its viewing position is designated as 46V.
In the observation position, the film was effectively moved circumferentially by 1800 (1) from its shooting position, of views with respect to its center of curvature (axis of rotation perpendicular to the plane of the figure), then turned over. (2) (axis of rotation y, y 'so that what was first its top is now its bottom, and finally (3) warped in the opposite direction so that its previously concave face is now its con vexed face Thus, the image photographed from the objective AO has become the visible image AV which is in an appropriate position to be observed by one of the elementary observation objectives of the set 42V.
The object BO, indicated by the colon, can be thought of as a single object at an infinite distance, from which a parallel beam of rays passes approximately through the optical X center, with the B rays passing through one of the elementary objectives , while other adjacent rays B 'cross another of the elementary objectives. The B rays form the BP image, while the B 'rays form the B'P image on the surface 46 of the film, thus giving two images of the same object since the two images are formed by two adjacent elementary objectives.
Although fig. 12 is represented as a horizontal section, several additional images may be formed by the vertically adjacent elementary objectives and, in certain special positions of the object with respect to the elementary objectives and with certain arrangements thereof, eight complete images , or even a greater or lesser number of images of a small object, can be formed to surround a single central main image.
In fig. 12, the diagram is merely explanatory because of its small size and it is not intended to represent the refraction of the rays which pass through the elementary objectives of the assembly 42. If they were represented with great precision, some of the images shown in fig. 12 would be slightly out of place, but not enough to make a noticeable difference in the effects described.
The object indicated by the point CO is intended to represent an object extremely close to the center of curvature X, for example a few centimeters from the set of objectives 42, when the latter is used in the camera. . The object CO is represented as being directly in alignment with the optical axis of one of the elementary objectives of the assembly 42 and the rays C 'are represented as passing directly through the center or through the axial part of the. elementary objective to form a C'P image on the film surface. The angular extent of the total image formed by this lens is represented by the lines CA and CB which are connected to the center X
and show again the effect produced by the objective, without any attempt to show the refraction of the objective when it bends certain particular rays. The object CO also forms other images as indicated by the rays CP and C "P near the lateral limits of the images formed by the elementary objectives which transmit these rays and which are placed near the points CA and CB or produce a slight blend images on their adjacent edges.
All the other elementary objectives function in a similar way and form images of objects falling within their field of vision, at least one such image and generally more than one being formed, but, as will be explained with more detail. In detail, it is remarkable that only one image and then another image are included in the main field of view of the observer when the film is properly observed.
The apparent lateral size of an object as photographed and observed is illustrated by means of straight lines D and D 'which show the angular extent of the object DO and its photographed image DP, as well as the image to be observed DV (the re-placed DP image) when viewed with the same optical system that was used to make the DP image and when the center point of the pupil is substantially at the X center, as described later in detail.
The system provided for the left eye is preferably a symmetrical reproduction of the system shown in FIG. 12 and the stereoscopic field or lateral coverage is usually on the order of 90.1, or at least 600 to 100o at most, to form a full binocular lateral viewing angle of about 2700.
Camera and observation systems are usually set to provide a total side viewing and viewing angle of more than 180o or the same width as the normal human field of view which is about 270 and one. a suitable vertical angle which is preferably arranged relative to the horizontal so as to substantially double the angle of visibility embraced by the normal human eye.
To achieve fully accurate orthostereoscopic vision, the lateral angle can be reduced to an angle of 1200 or even less. However, the embodiment described herein constitutes a viewing and viewing system in which the included solid angle could be 6, 8, or more times the extent of conventional systems.
For example, the ordinary device for photographing and observing a scene may include a horizontal angle of about 30o and a vertical angle of about 22o. While here, the lateral binocular angle is about 2700 and the vertical angle may be 100.1 or more. In the conventional device, the extent is represented by 22 X 30 = 660, while, in the embodiment described, the solid angle can be represented by 270 X 100 = 27000 or more than 40 times the extent of the conventional solid angle of the scene.
Figs. 9 to 11 show a particular typical and preferred embodiment of the observation apparatus. As shown, the observation apparatus is particularly designed to allow the observation of photographed images produced by the camera described above. According to the preferred embodiment shown, the observation apparatus may comprise the same elements as those which have been used for the camera or reproductions of these elements.
Figs. 9 and 10 represent the observation apparatus in posterior elevation and in horizontal section, while FIG. 11 shows the observation apparatus in section. vertical. The two observation elements RLV and LRV may be the same and are preferably identical from the optical point of view, but with slight constructive differences with respect to the elements LR and RL respectively of the photographic camera of FIGS. . 1 and 2.
Considered with reference to the diagram of fig. 10 the LRV observation element is the RL elementary objective of FIG. 1, after this item has been returned, while the RLV item is the LR device item after it has been returned. In other words, the elements have been rearranged so that the right and left film elements, as well as the optical elements, are reversed.
For use in the observation apparatus of fig. 9, 10 and 11, the RLV and LRV elements are provided with devices by which they can be placed with precision with respect to each other and with respect to the human eyes through which they are to be observed.
The LRV element is rigidly fixed to the horizontal part 72 by means of a bracket 70, while the RLV element is mounted to take a horizontal movement on the part 72 by means of a bracket 74 and a slider 76 ; a handle 78 allows the assembly to be held conveniently for observation. \ Thus, in the observation position, each of the RLV and LRV elements was turned over and these elements were moved circumferentially so that each of them was 1800 from the position in which the element or its double was used for photograph the original scene.
The RLV and LRV observation elements preferably do not include the mask 50 of the camera elements and the elementary 42V observation objective sets do have scrambled translucent areas 66 to obscure vision. to the alignment of the nose of the observer, as explained above, but they can otherwise be identical to the elements of the camera, except that the elements 104 of the film support of the camera members of views are made of a material which transmits and preferably diffuses light, such as a translucent plastic material,
while in the elements of the camera the supports 40 and 45 for retaining the film are usually made of blackened sheet metal.
Slider 76 provides, in the observation apparatus, a means by which the observation elements can be adjusted laterally with precision to suit the various interpupillary distances, which are encountered in pairs of human eyes. and, for observation, the RLV and LRV elements are adjusted so that their respective centers are preferably centered approximately on the central points of the human pupils through which they are to be observed.
It should be noted, referring to Figs. 2 and 11, that due to the inversion or translation of 180.1 of each of the elements of the camera or observation, in the position of shooting (fig. 2), the rope 46 is substantially above the center of the set of objectives 42, while in FIG. 11, showing the viewing position, the 46V film is substantially below the center of the 42V lens assembly.
Fig. 12 shows the position of the observed image AV which is the developed image corresponding to the optical image AP, but in the observation position, the same applies to the visible images BV. The DV image is shown in its lateral extent and shows that the angle at which the visible image DV is viewed is the same as the angle at which the object DO is viewed. Thus, all objects are seen in their correct position and in their correct apparent size.
Fig. 13 is a schematic sectional view showing the observation apparatus for an eye with respect thereto. The human right eye 80 is shown looking straight ahead and the observing apparatus for that eye is shown in the correct angular orientation and properly centered with respect to the optical system of the eye 80.
The nodal point of the # il is indicated by the N point, while the PF point indicates the posterior pole of the # il and the fovea centralis is superimposed for simplicity. In the diagram, we have represented the effects of the most important refraction without trying to show the refraction of the rays when they cross the successive parts of the optical system of the eye.
Eye 80 looks forward through one of the elementary objectives of the 42V assembly and slightly offset from the optical axis of the elementary objective, so that the PV image is seen by 1 ' # i1 at the fovea PF. When the # it is stationary, owing to its peripheral vision, it can also look through the adjacent elementary lens of the 42V assembly,
but he cannot see the adjacent QV image when the R ray and the RV image indicate the extreme left angular position of an image that can be seen by the eye in the position shown when looking through it. elementary objective which serves to pass the ray R. However, when the # it is turned to the right, these conditions change and the # i1 could then see the QV image, but would not be able to see the PV image.
When the # is looking forward from the position shown in fig. 13, he can also see peripheral images and an image seen by peripheral vision is represented in SV by forming the visual image SI on the peripheral part of the retina of the eye.
When the # is turned to the right or to the left from the position shown in fig. 13, its relative position with respect to the various objectives of the 42V assembly is changed so that other parts of the visual images of the 46V wire can be seen and, with some eye movement, a different group of areas. of 46V film footage is seen through the 42V lens assembly.
Fig. 14 is a diagram seen on the rear side of the film 46V and its translucent support 104 in the direction of the arrow in FIG. 13. This fig. 14 shows the relative position of the 32 elementary objectives of the 42V assembly with respect to the 46V surface of the film and its individual image areas.
As shown, the elementary objectives K, L, M, N and O serve to observe their respective image areas KV, LV, MV, NV and OV and the same is true of the rest of the objective elements and the elements. image areas. Thus, an individual individual viewing and observation lens is provided for each of the picture elements formed on the film 46, the picture elements being clearly defined or biting only slightly into each other. on their edges. Although 32 lens elements and image area elements have been shown, any number greater or less may be used.
When the 46V slide film pairs are viewed through their respective viewing systems, they produce an extremely wide-angle orthostereoscopic view, without producing the window effect or having other edges restricting visibility and showing substantially the entire scene of the field of view following the true directional and dimensional relation to the observer.
Although the example described and illustrated demonstrates a preferred embodiment, in which separate elements are provided for taking pictures and observing images of a scene, it is obvious that the camera can be used. to observe the images of the scene.
The image photographed and observed by each of the human eyes is composed of several pairs of correlated images which can be observed separately in pairs or in groups of pairs by each eye as the eyeballs move in their orbit, in thus allowing the eyes to sweep the field of vision and to pass from one pair of images to another without the transition being noticeable. The pairs of stereoscopic images are thus better able to produce the correct spatial reaction when observing than was possible heretofore with conventional cameras or stereoscopic observation.
The stereoscopic image no longer needs to be carefully framed to avoid the intersection of nearby objects and it does not undergo any restrictive conditions due to distance and perspective problems.
The pairs of stereoscopic images observed according to the described method exhibit a considerable field of stereoscopic vision, while the image observed by each eye is surrounded by a non-stereoscopic image which can be observed when the eyes are turned and when the field of view is visible. The observation of one eye is masked, as by the nose of the observer.
Thus, the stereoscopic field of view substantially reproduces the normal stereoscopic field of vision of the ordinary pair of human eyes, to which has been added the non-stereoscopic view of the surrounding lateral space which lies on the sides and on the side. below the stereoscopic scene and the viewer, so that the transition from stereoscopic view to monocular view goes largely unnoticed, except for trailing viewers whose attention is directed on it, and no more than in direct vision.
It is usually preferable to provide separate viewing and observation systems to better save space for the viewer's nose and to avoid reverse reflection of images that occurs when the strands are viewed through rearranged optical elements. , used for shooting, in case the optical elements on the right and left are not optically identical.
Many different sets of substantially uniform short focal length lenses can be used in the optical system of the pair of camera and observing camera parts, but the basic objectives are. preferably arranged in the form of segments - polygonal with a spherical surface, the various elementary objectives being connected without separation along meridian and parallel lines, the outer surface of each elementary objective being convex and the inner surface of each objective elementary being concave,
thus forming the generally spherical multiple objective being presented as a series of concave-convex or positive menisci lenses ad jacents of substantially uniform short focus, generally having a focal length, for example of the order of 25 mm. The set of objectives in each of the camera and observation apparatus elements is preferably suitable for covering a horizontal angle of at least 1200 to at most 1800 and both objectives cover a lateral angle. total of about 2700, as well as a vertical angle of at least 600 to 1000, thereby substantially doubling the normal viewing angle of each of the human eyes.
In the camera, the appropriate shutter mechanisms are available to adjust the exposure time of the pairs of films and all the elementary objectives preferably have the same aperture, so that a given aperture of the shutter produces uniform exposure of all the images formed by the various lenses of the two lens systems. There is usually no need for a focusing device due to the relatively short focal length of the lenses, and the main objects of most scenes to be photographed can be considered to be at infinity or in the limits of an acceptable depth of focus.
The lateral spacing of the two elements of the camera is preferably of the same size or slightly greater than the normal interocular distance of human eyes, although, for particular conditions and when it is desired to vary stereoscopic perspective, this distance can be increased or decreased at will.
When the elements of the camera are used as observation elements, they are preferably adjustably mounted so that they can be precisely spaced in accordance with the interocular distance of the particular person observing. images ; the mount is also provided so that the two sets of objectives are centered with respect to the two eyes of the observer.